КОПИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО АВТОМАТА ВОЖДЕНИЯ КОРНЕПЛОДОУБОРОЧНОЙ МАШИНЫ Российский патент 2006 года по МПК A01D25/04 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для уборки корнеклубнеплодов.

Известны корнеклубнеуборочные машины и устройства для ориентации выкапывающих рабочих органов, которые содержат направляющие полозья и гидромеханические следящие системы вождения рабочих органов по рядкам [1].

Недостатком известных корнеклубнеуборочных машин являются большие потери корнеплодов.

Необоснованно большие потери корнеплодов в процессе их уборки связаны с тем, что часть извлекаемых корнеплодов головками расположены ниже уровня поверхности почвы. При этом из-за несовершенности копирующих устройств гидромеханических следящих систем в процессе копирования головок корнеплодов формируется искаженная информация о траектории рядка и из-за отклонений неучтенных корнеплодов, расположенных ниже уровня поверхности почвы, в процессе их извлечения из почвы часть урожая теряется в виде сколов и изломов корнеплодов.

Прототипом изобретения является корнеизвлекающее устройство [2], содержащее вилку из двух с возможностью встречного вращения наконечников и механизм для их привода.

Недостатком прототипа является также низкое качество копирования рядков корнеплодов.

Изобретение позволяет получить новый технический эффект - исключить потери урожая корней за счет точного копирования траекторий рядка.

Этот технический эффект достигается тем, что устройство снабжено дифференциальным механизмом, имеющим насос-дозатор (гидромашину) с вращающимися ротором и статором, и распределителем с гидроцилиндром, при этом один из наконечников активной вилки через шестерню механизма дифференциала связан с ротором, а другой наконечник активной вилки через вторую шестерню механизма дифференциала - со статором насос-дозатора, причем насос-дозатор гидравлически связан с распределителем, а его гидроцилиндр связан с корпусом копирующего устройства и подвеской; что образующие рабочих поверхностей наконечников у основания выполнены в виде вогнутой к оси наконечника кривой.

На фиг.1 изображен чертеж копирующего устройства автомата вождения корнеклубнеуборочной машины (сокращенно: "Копир-датчик"), вид сбоку; на фиг.2 - сечение фиг.1 по А-А; на фиг.3 - сечение фиг.1 по Б-Б; на фиг.4 - сечение фиг.3 по Г-Г.

Корпус 1 (фиг.1) копир-датчика через параллелограммную подвеску 2 и кронштейн 3 связан с передним брусом 4 корнеклубнеуборочной машины.

Копир-датчик снабжен щупами в виде активной вилки с наконечниками 5 на валах 6. На корпусе 1 копир-датчика установлена шестерня 7, связанная через вал 8 с гидроприводом 9. Шестерня 7 входит в зацепление с колесом 10 дифференциального механизма (ДМ). При этом сателлиты 11, установленные на осях 12, входят в зацепление с левой 13 и правой 14 выходными шестернями ДМ. Дифференциальный механизм предназначен для сравнения угловых перемещений шестерен 13 и 14, на которые жестко посажены шестерни 15, 16, входящие в зацепление с колесами 17, 18 привода левого и правого наконечников 5 активной вилки. Одновременно левая шестерня 13 ДМ через карданный вал 19 связан с ротором 20, а шестерня 14 - со статором 21 насос-дозатора. При этом трубопроводы 22, 23 насос-дозатора через соединительные устройства 24, 25 связаны соответственно левой 26 и правой 27 торцовыми полостями распределительно-дозирующего устройства.

Распределительно-дозирующее устройство состоит из корпуса 28, плунжера 29 и центрирующей пружины 30. Оно также снабжено штуцерами 31, 32 его соединения соответственно с гидронасосом и сливной магистралью гидросистемы и штуцерами 33, 34 - соединения с полостями 35 и 36 гидроцилиндра поперечных перемещений. Корпус 37 гидроцилиндра жестко связан с корпусом 1 копир-датчика, а его поршень 38, симметрично посаженный на штоке 39, жестко связан со звеном 40 параллелограммного механизма подвески 2. Корпус 1 копир-датчика при помощи ползуна 41 подвижно в поперечной плоскости подвешен к направляющей 42.

На направляющей 42 располагается также выходное устройство копир-датчика - потенциометр перемещений (не показан) системы автовождения. Подвижный контакт этого потенциометра связан с ползуном 41, а резистивная его часть неподвижно прикреплена к направляющей 42 копир-датчика.

Для исключения попаданий пыли, грязи и абразивных элементов на поверхности штока 39 и направляющей 42 в конструкции устройства предусмотрены пыльники 43. Плунжер 29 распределительно дозирующего устройства снабжен хвостовиком 44 ручного управления.

Наконечники 5 активной вилки снабжены сферическими поверхностями с углублениями по многозаходным винтовым линиям, а их образующие у основания выполнены в виде вогнутой к продольной оси наконечника кривой и образуют на копирующей поверхности активной вилки некоторую "Зону разгрузки - В".

Корнеклубнеуборочная машина работает следующим образом.

При движении корнеклубнеуборочной машины наконечники 5 активной вилки копир-датчика находятся на заданной глубине в почве и совершают вращение относительно своих осей вращения в противоположные стороны. При этом на наконечники 5 активной вилки со стороны почвы будут действовать примерно одинаковые по величине моменты сопротивления Мс_л и Мс_пр. Одновременно активная вилка вместе с корпусом 1 на параллелограммной подвеске 2 совершает колебания и копирует профиль рядка в вертикальной плоскости. Гидропривод 9 копир-датчика через вал 8 и шестерню 7 приводит во вращение зубчатое колесо 10 ДМ. При этом движущий момент Мд через сателлиты 11 передаются левой 13 и правой 14 выходным шестерням ДМ, и через шестерни 15, 16, колеса 17, 18, валы 6 соответствующие движущие моменты Мд_л и Мд_пр передаются левому и правому наконечникам 5 активной вилки копир-датчика. Одновременно от левой шестерни 13 ДМ через карданный вал 19 приводится во вращение ротор 20, а через шестерню 14 - статор 21 насос-дозатора. При этом, когда наконечники 5 активной вилки копир-датчика вращаются с одинаковой скоростью (между ротором 20 и статором 21 насос-дозатора нет относительных перемещений), плунжер 29 распределительно-дозирующего устройства находится в нейтральном положении.

Когда один из наконечников 5 активной вилки встречается с корнеплодом, расположенным с отклонением от продольной оси активной вилки, на поверхности этого рабочего органа (для примера на правом наконечнике 5) активной вилки возникнет некоторая сила реакции F^пр.

Одна из составляющих этой силы старается перемещать копир-датчик вправо, а другая составляющая силы создает на валу 6 наконечника 5 дополнительный момент сопротивления. При этом момент сопротивления на правом наконечнике 5 станет больше, чем момент сопротивления на левом наконечнике 5 активной вилки, т.е. создается разность моментов ΔМ=Мс_пр-Мс_л на выходных шестернях ДМ. В результате этого скорость вращения шестерни 14 ДМ станет меньше, чем скорость вращения шестерни 13, а скорость вращения статора 21 насос-дозатора станет меньше, чем угловая скорость его ротора 20. При этом из-за возникающего углового перемещения ротора 20 относительно статора 21 насос-дозатор подает рабочую жидкость, например, в правую 27 торцовую полость распределительно-дозирующего устройства, забирая ее через соединительное устройство из левой 26 торцовой полости. Плунжер 29, преодолевая сопротивление центрирующей пружины 30, перемещается влево. Правая торцовая полость 27 распределительно-дозирующего устройства соединяется с полостью 36 гидроцилиндра поперечных перемещений копир-датчика, а масло из полости 35 через распределительно-дозирующее устройство поступает в сливную магистраль. Жидкость, нагнетаемая насосом, через левую 26 торцовую полость распределителя поступает в насос-дозатор, из которого через правую 27 торцовую полость направляется в полость 36 гидроцилиндра, и корпус 1 копир-датчика по направляющей 40 перемещается вправо. Такое движение жидкости будет происходить до тех пор, пока при продольно-поперечном перемещении копир-датчика встретившийся с правым наконечником 5 корнеплод не попадет в зону В разгрузки активной вилки. После попадания копируемого корнеплода в зону В моменты сопротивления Мс_пр, Мс_л на наконечниках 5 активной вилки будут равны и шестерни 13 и 14 ДМ получат одинаковую угловую скорость вращения. Давление в левой 26 торцовой полости распределительно-дозирующего устройства станет больше, чем в правой 27 торцовой полости на величину падения давления от сопротивления в двух трубопроводах, соединяющих распределительно-дозирующее устройство с насос-дозатором. Плунжер 29 под действием этого перепада давлений, а также под действием центрирующей пружины 30 переместится в нейтральное положение, полости 35, 36 гидроцилиндра будут заперты, поперечное перемещение копир-датчика прекратится, а жидкость от силового гидронасоса через штуцеры 31, 32 пойдет в сливную магистраль на слив. Ползун 41, перемещаясь по направляющей 42, займет соответствующее обнаруженному корнеплоду положение, а на выходном потенциометре перемещений копир-датчика установится напряжение, соответствующее положению копир-датчика в поперечной плоскости.

Аналогичные процессы будут происходить при появлении корнеплода в зоне работы левого наконечника 5 активной вилки. При появлении корнеплодов в зоне В при равновесии моментов сопротивлений Мс_пр, Мс_л соответственно на правом и левом наконечниках 5 активной вилки шестерни 13 и 14 ДМ получат одинаковую угловую скорость вращения, а ротор 20 и статор 21 насос-дозатора относительных угловых перемещений не имеют. Плунжер 29 распределительно-дозирующего устройства находится в нейтральном положении, а копир-датчик сохраняет соответствующее обнаруженному корнеплоду положение.

Таким образом, при работе копир-датчик корнеклубнеуборочной машины устойчиво копирует рядок корнеплодов при минимальных зазорах между головками корнеплодов и копирующими наконечниками активной вилки, исключаются выбивание и повреждения корнеплодов в процессе копирования рядка и извлечения их из почвы рабочими органами.

Сигналы копир-датчика в виде напряжений с реостатного выхода передаются в цифровую систему управления корнеклубнеуборочной машины и/или сигналы в виде поперечных перемещений вводятся в гидромеханическую следящую систему управления поворотами корнеклубнеуборочной машины.

Источники информации

1. Аванесов Ю.Б., Бессарабов В.И., Русанов И.И. Свеклоуборочные машины. - М.: Колос, 1979.

2. Заявка №2004106384 (006887), М.кл. A 01 D 27/4. Рабочий орган для выкапывания корнеплодов (прототип). Ахмеров Х.Х., Сагадиев Н.Н.

Устройство содержит вилку из двух, с возможностью встречного вращения, наконечников и механизм для их привода. Устройство снабжено дифференциальным механизмом, имеющим насос-дозатор (гидромашину) с вращающимся ротором и статором, и распределителем с гидроцилиндром. Один из наконечников активной вилки через шестерню механизма дифференциала связан с ротором. Другой наконечник активной вилки через вторую шестерню механизма дифференциала связан со статором насос-дозатора. Насос-дозатор гидравлически связан с распределителем, а его гидроцилиндр связан с корпусом копирующего устройства и подвеской. Исключаются потери урожая. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Копирующее устройство автомата вождения корнеплодоуборочной машины, содержащей вилку из двух с возможностью встречного вращения наконечников и механизм для их привода, отличающееся тем, что оно снабжено дифференциальным механизмом, имеющим насос-дозатор (гидромашину) с вращающимися ротором и статором, и распределителем с гидроцилиндром, при этом один из наконечников активной вилки через шестерню механизма дифференциала связан с ротором, а другой наконечник активной вилки через вторую шестерню механизма дифференциала со статором насос-дозатора, причем насос-дозатор гидравлически связан с распределителем, а его гидроцилиндр связан с корпусом копирующего устройства и подвеской.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что образующие рабочих поверхностей наконечников у основания выполнены в виде вогнутой к оси наконечника кривой.